Fabbricazione e caratterizzazione di un dispositivo per la realizzazione di cristalli microfluidici

La tesi, di carattere sperimentale, prevede la realizzazione e la caratterizzazione di un dispositivo microfluidico per la produzione di emulsioni formate da gocce d'acqua disperse in una fase immiscibile a base di olio. Questa tesi rientra quindi nell'ambito della microfluidica di gocce, una disciplina attualmente in rapido sviluppo, soprattutto grazie alla possibilità di poter manipolare in modo controllato piccole quantità di liquidi; tale qualità ne permette l'applicazione anche in ambito chimico e biologico. In questa tesi si vuole sfruttare questa tecnologia per la realizzazione di un cristallo microfluidico, ossia una dispersione di gocce organizzate su un piano bidimensionale con lo scopo di mimare un reticolo cristallino. Questa attività è da considerarsi uno studio preliminare facente parte di un progetto di più ampia portata, attualmente in corso di sviluppo all'interno del laboratorio LaFSI del Dipartimento di Fisica e Astronomia. La tesi riporta la descrizione delle procedure e delle tecniche di microfabbricazione utilizzate per la fabbricazione di un chip microfluidico per la produzione di gocce. Si procede con l'identificazione di due possibili geometrie di canali del chip, rispettivamente la T-junction e la giunzione flow-focusing. Le gocce ottenute con entrambe le geometrie sono state caratterizzate valutandone la monodispersità in taglia e la frequenza di produzione, variando i flussi in ingresso di acqua e olio imposti al dispositivo microfluidico. Successivamente vengono descritte diverse strategie testate per confinare le gocce, in modo da creare un cristallo microfluidico in una regione determinata. Infine vengono riportate le conclusioni relative al lavoro svolto, con varie prospettive future per migliorare diversi aspetti legati soprattutto la realizzazione del cristallo.